CN117228907A - 一种非热法物质内驱动脱氮的兰炭废水处理的***及方法 - Google Patents
一种非热法物质内驱动脱氮的兰炭废水处理的***及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117228907A CN117228907A CN202311522358.6A CN202311522358A CN117228907A CN 117228907 A CN117228907 A CN 117228907A CN 202311522358 A CN202311522358 A CN 202311522358A CN 117228907 A CN117228907 A CN 117228907A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- denitrification
- ammonia
- stage
- load
- wastewater
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 110
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 title claims abstract description 95
- 239000000571 coke Substances 0.000 title claims abstract description 49
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims abstract description 29
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 116
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 82
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 60
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 41
- XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N ammonia nh3 Chemical compound N.N XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 238000006481 deamination reaction Methods 0.000 claims abstract description 19
- 230000009615 deamination Effects 0.000 claims abstract description 18
- 238000005262 decarbonization Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims abstract description 5
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 181
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 87
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 46
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims description 45
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 32
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 32
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 claims description 25
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims description 25
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 19
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims description 18
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 16
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 15
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 14
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 14
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 14
- ZMZDMBWJUHKJPS-UHFFFAOYSA-M Thiocyanate anion Chemical compound [S-]C#N ZMZDMBWJUHKJPS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 13
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 13
- -1 nitrogen-containing organic compounds Chemical class 0.000 claims description 13
- XFXPMWWXUTWYJX-UHFFFAOYSA-N Cyanide Chemical compound N#[C-] XFXPMWWXUTWYJX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- ZMZDMBWJUHKJPS-UHFFFAOYSA-N hydrogen thiocyanate Natural products SC#N ZMZDMBWJUHKJPS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 10
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 8
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 7
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 claims description 7
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 claims description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M Nitrite anion Chemical compound [O-]N=O IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 5
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 5
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 claims description 5
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 4
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims description 4
- 238000004176 ammonification Methods 0.000 claims description 4
- 238000001728 nano-filtration Methods 0.000 claims description 4
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 4
- 238000012856 packing Methods 0.000 claims description 3
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 claims description 3
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 claims description 3
- 238000006115 defluorination reaction Methods 0.000 claims description 2
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 2
- 238000010170 biological method Methods 0.000 claims 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 8
- 125000001477 organic nitrogen group Chemical group 0.000 abstract description 5
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 abstract description 4
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 3
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 abstract description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 30
- 238000004939 coking Methods 0.000 description 11
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 10
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 8
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 8
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 6
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 6
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 5
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 5
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 5
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 5
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 4
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 4
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000009935 nitrosation Effects 0.000 description 4
- 238000007034 nitrosation reaction Methods 0.000 description 4
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 4
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 4
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 3
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 3
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 230000001546 nitrifying effect Effects 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 3
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 3
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 3
- 235000013824 polyphenols Nutrition 0.000 description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Chemical compound CC(C)CC(C)=O NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Natural products CCC(C)C(C)=O UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 2
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 2
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 238000001471 micro-filtration Methods 0.000 description 2
- 238000010979 pH adjustment Methods 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 2
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 2
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- 239000005997 Calcium carbide Substances 0.000 description 1
- 229910001021 Ferroalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000589651 Zoogloea Species 0.000 description 1
- MMDJDBSEMBIJBB-UHFFFAOYSA-N [O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[NH6+3] Chemical compound [O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[NH6+3] MMDJDBSEMBIJBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 1
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- RFMQOHXWHFHOJF-UHFFFAOYSA-N cyano thiocyanate Chemical compound N#CSC#N RFMQOHXWHFHOJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001784 detoxification Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 150000002391 heterocyclic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 231100000086 high toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 239000008235 industrial water Substances 0.000 description 1
- 231100001240 inorganic pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000010841 municipal wastewater Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 238000006396 nitration reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 1
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 description 1
- 125000005575 polycyclic aromatic hydrocarbon group Chemical group 0.000 description 1
- 150000008442 polyphenolic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 230000026676 system process Effects 0.000 description 1
- CLZWAWBPWVRRGI-UHFFFAOYSA-N tert-butyl 2-[2-[2-[2-[bis[2-[(2-methylpropan-2-yl)oxy]-2-oxoethyl]amino]-5-bromophenoxy]ethoxy]-4-methyl-n-[2-[(2-methylpropan-2-yl)oxy]-2-oxoethyl]anilino]acetate Chemical compound CC1=CC=C(N(CC(=O)OC(C)(C)C)CC(=O)OC(C)(C)C)C(OCCOC=2C(=CC=C(Br)C=2)N(CC(=O)OC(C)(C)C)CC(=O)OC(C)(C)C)=C1 CLZWAWBPWVRRGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 1
Landscapes
- Physical Water Treatments (AREA)
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
Abstract
本发明提供一种非热法物质内驱动脱氮的兰炭废水处理的***及方法，包含除油脱酚阶段、生化预处理阶段、非热法脱氨阶段、废水生化处理阶段和深度处理阶段。兰炭废水在除油脱酚后，在生化预处理阶段，降低对生物***的抑制作用；引入非热法脱氨阶段，依托高负荷除碳氨化生物反应器将有机氮转化为氨态氮，再经由吹脱、吸收氨氮回收产品硫酸铵，出水以回流形式重新进入高负荷除碳氨化生物反应器，高效降低***内的总氮负荷。然后进入好氧生化处理阶段，实现总氮超低排放与COD的彻底降解。本发明采用非热法进行氨氮去除和物质内驱动的以兰炭废水处理低耗、高效、少排的工艺工程理念的创新应用，工艺流程相对简单，运行稳定安全，可操作性更强。
Description
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，具体来说，涉及一种非热法物质内驱动脱氮的兰炭废水处理的***及方法。
背景技术
中国的煤炭资源与水资源在地缘上呈逆向分布，煤化工项目与水资源总量、水环境容量、取用水政策宽松度及用水成本是逆向分布的。随着更多的环保法律法规和污染物排放标准的颁布和更新，环保形势越来越严峻，排放标准也更加严格，促进兰炭产业技术升级提出了更严格的废水液零排放的目标要求。
兰炭是以低变质煤为原料采用中低温干馏技术生产的固体焦产品，具有固定碳高、比电阻高、化学活性高、低灰、低硫、低铝和低磷等基础特性，是一种工业和民用的清洁燃料，特别在铁合金、电石、化肥等行业完全可以取代一般焦炭，市场价值优势明显。
兰炭废水是低变质煤在中低温干馏过程、煤气净化、兰炭蒸汽熄焦过程中形成的一种工业废水。其化合物组分种类与焦化废水类似，含有大量的氨氮、氰化物、硫氰化物、硫化物等无机污染物以及油类、多环芳烃、含氮硫的杂环化合物的共同特点。与焦化废水的产生特点相比，中低温的生产条件致使兰炭废水中含有比焦化废水更高的未被高温氧化的中低分子有机物，因煤质与生产工艺差异，其污染物浓度要比焦化废水高2～10倍，表现出高COD、高油、高氨氮、高酚，其含有大量成份复杂、难降解、高毒性的物质的特征。因此，兰炭废水也比焦化废水更难处理，环境危害性更大。
兰炭废水和焦化废水的原水水质对比如表1所示：（单位：mg/L）
表1兰炭废水与焦化废水原水水质情况
焦化废水在大量的理论研究和工业实践的探索下，形成了“废水预处理-生化处理-深度处理”的基本原理设计框架，不同的预处理和生化处理的工艺设计主要是为了解决90%以上的污染物去除问题，深度处理则是解决脱盐和水的回用问题。兰炭行业兴起较晚，废水处理工艺和方法的研究和应用尚未成熟，兰炭废水处理工艺目前也是借鉴焦化废水处理工艺流程进行设计，普遍采用热法蒸酚脱氨。
首先，预处理阶段主要是去除废水大部分中的石油类、悬浮物、酚、氨、酸性气体等组分，降低COD、氨氮、酚、石油类等特征污染物浓度，降低有机负荷和生物毒性，使预处理出水满足进入生化阶段的进水要求，有利于后续的活性污泥***的稳定运行和构建微生物有利生存环境。预处理阶段通常包括脱油除尘和热法酚氨回收单元。通过传统的除油阶段（隔油池、油水分离器等）后，目前广泛在工业上应用的酚氨回收工艺路线有3种。
1.脱酸-萃取脱酚-脱氨工艺。废水先进入脱酸塔将CO2、H2S等酸性气体及少量氨分离脱除，氨随水冷凝后回流。脱除酸性气体后的废水换热冷却至约50性，由塔顶进入转盘萃取塔，萃取剂由塔底进入萃取塔逆向萃取酚类物质后，萃取相进入溶剂回收塔，精馏分离粗酚和萃取剂。萃余相从塔底出来，经换热进入溶剂汽提塔，在溶剂汽提塔中经再沸器加热，从塔顶蒸馏出萃取剂，冷凝后回用；从侧线采出的氨水汽进入分凝器，冷凝部分水和少量氨，气相进氨精制段，塔釜废水去生化处理工段。缺点是：萃取在脱氨之前，萃取水质呈碱性脱酚效果不好，多元酚的脱出效率低，含氮有机物以及氰化物/硫氰化物得不到分离，影响后续生化阶段的处理效果，特别是总氮的去除。
2.酸化-萃取脱酚-脱酸脱氨工艺。在废水中投加液碱调节废水的pH至6～7后，将CO2气体从废水中排出，进入萃取塔内与溶剂逆流萃取；萃取后萃取相进入溶剂回收塔，回收萃取剂；萃余相（水、CO2、H2S、NH3、萃取剂和少量酚类）经部分换热后分冷、热两股，从脱酸塔的上部（常温）和中上部（预热至90℃）进入塔内，同时在脱酸塔的中部加入NaOH脱除废水中的固定氨，酸性气体从脱酸塔塔顶排出后处理；中部回收的富氨气分离回收，塔底水送入生化处理。这种原理同样不能实现含氮有机物以及氰化物/硫氰化物的废水相分离。
3.脱酸脱氨-萃取脱酚工艺。首先，充分利用废水中9~10的pH值，减少碱的投加，废水进入汽提塔中完成酸性气体、氨气的分离。从汽提塔的上部（常温）和中上部（预热至90℃）进入塔内，在塔下段将烧碱水溶液加压后注入汽提塔塔内，将固定氨转化为氨气，塔底压力约为0.65 MPa，温度约为105℃，塔底液pH为6～7。塔底液经冷却到60℃左右进入萃取塔逆流萃取，萃取塔下部萃余相进入溶剂汽提塔汽提回收萃取剂后净水送入生化处理。
为保证萃取脱酚的酚脱除率，需要调整pH在6～7的范围内，如果要优先脱酚，需要通过消耗酸来调整适宜pH，增加了酸的消耗。而脱氨需要在碱性条件下，使铵离子以氨气的形式逸出。以上3个酚氨处理的工艺中，以脱酸脱氨-萃取脱酚工艺较好，先脱酸脱氨，利用了兰炭废水的较高的pH值来减少后续的碱耗，同时塔底液的pH偏中性，为后续的萃取工段提供了条件，减少了酸耗。三种工艺共同的问题有以下三点：其一，三者都使用了汽提塔作为脱酸脱氨的工艺，需要使用热将部分废水升温，增加了能耗的，常规常压蒸氨工艺使用0.5 Mpa饱和蒸汽使用量为0.15~0.20t/mt废水，也提升了工段的安全生产风险。其二，汽提塔的建设成本和技术要求高，酚氨同时回收工艺复杂度高，对工段操作人员的操作运行能力提出了更高的要求。其三，氨吹脱虽然有利于降低氮负荷，但是氰化物、硫氰化物、有机氮等含氮物质中的氮无法释放，致使生化阶段中总氮去除效率不高、不稳定。此外，经过市场考察，前面三种工艺所分离得到的粗酚并不具有经济价值，无法补偿热耗、药耗（萃取剂、碱等）与投资的费用，仅仅是为了降低废水处理的浓度负荷，并不能够解决含氮化合物的深度处理后续费用（硝化耗能与反硝化耗电子供体）问题。
其次，生化技术利用活性污泥法通过不同的工艺单元达到除碳脱氨的目的。工艺方法基于市政污水处理A/O、A/A/O等工艺原理发展不同的强化生物去除污染物效率的组合工艺，10倍左右延长了水力停留时间，还存在很多共性的问题。
1.生化阶段在高有机负荷和毒性条件下运行的***不稳定，除碳脱氮处理效率不高；
2.总氮脱除通过传统硝化反硝化，硝化过程需要投加大量碱维持***稳定pH值来保证运行正常，完全硝化增加曝气量过程导致能耗增加；
3.反硝化过程中投加外碳源作为电子供体脱氮导致药耗增加；
4.难降解有机物去除不彻底，给深度处理造成影响，后续的膜污染影响脱盐效率等。
最后，深度处理则通过高级氧化技术（臭氧催化氧化、光催化）、膜分离技术（微滤、超滤纳滤）、反渗透技术（RO反渗透）等保证出水满足回用标准，硝态氮的彻底去除是技术瓶颈。
综上所述，无论处理对象是焦化废水还是兰炭废水，甚至是各类工业废水、城市污水，本质上都是在面对不确定的环境-化工对象以及目标的多样性，寻求合理的工艺技术路线，明确技术的边际方案。因此，根据对象、目标确定的工艺边界划分将***工艺总结为三个圈层，为资源圈（蒸酚脱氨、脱盐与纯化、水回用等）、物化圈（除油、混凝、吸附、沉淀、催化氧化等）、生物圈（脱氮除磷、降低COD、元素矿化等），引入圈层概念，可以更明确核算整个工艺的经济效益和环境效益，促进了物质内驱动的低碳高效水处理方法。
具体到兰炭废水处理中的实际问题：大量使用热法脱氨、生物***有机负荷高、毒性抑制、高物耗高能耗、除碳氨化效率低、有机氮成为障碍因子等，亟需开发新的兰炭废水处理工艺方法与***集成，引发摆脱热法脱氨、使用回收产物内驱动以低耗、高效、少排为目标的工艺理论的新思考和方法创新。
发明内容
针对以上提出的问题，本发明提供了一种非热法物质内驱动脱氮的兰炭废水处理的***及方法。
所提出的一种非热法物质内驱动脱氮的兰炭废水处理的***及方法的创新性和意义在于：①首次提出使用非热法脱氨，采用生物法的高负荷除碳氨化单元+侧流氨吹脱回收进行脱氨，实现兰炭废水除碳与氨化的结合，为后续脱氮创造合适的水环境条件；②在降低了有机负荷和氮负荷后，基于流化床的好氧单元（O1-2）更容易实现稳定亚硝化（部分硝化）；③采用废水超越配水思路，重点调整C/N≦2.0，NO2 -/NH4 +≧1.32的进水水质后，构建厌氧氨氧化脱氮技术为主的厌氧氨氧化脱氮池（A）；④萃取分离后的苯酚作为电子供体投加进入水解脱氮池（H），减少外加碳源的投加量，利用水解原理将苯酚的电子化，解毒降低对脱氮过程的影响，更易于被异养反硝化过程利用完成低耗高效脱氮，即总氮的脱除。
为达到上述目的，基于高效三相生物流化床好氧单元构建高负荷除碳氨化单元、好氧单元、厌氧氨氧化脱氮单元和水解脱氮单元。流化床的设计结构主要包括导流筒和三相分离区，流化床导流筒使流体在流化床内分隔上升区和下降区往复运动，实现内循环，强化了流化床的混合传质性能。流化床的三相分离区使固液分离后的活性污泥由分离区底部斜壁以曳力自吸进入主单元的降流区内，避免出水带走菌胶团，保证单元内微生物量并实现剩余污泥减量化。实际工程运行数据表明，生物流化床的流态化操作方式为单元内废水与微生物之间创造了良好的混合和传质条件，氧和基质的传质速率相较于固定床、沸腾床的构型有明显的优势。我们优化了传统流化床构型，实现了流化床的正方形结构和长方形结构的尺寸变化，降低了高经比，实现了大型化设计和工程应用，特别是在高浓度有毒/难降解有机废水的处理方面尤能体现其独特的优势。矩形卧式流化床实现了反应器装置的大型化与功能结构合理化，活性污泥以悬浮法和填料附着法分布，其活性污泥浓度达8~10 g/L，并均为高活性菌种，水解脱氮单元的活性污泥浓度达6~8 g/L，O2的硝化流化床，硝化菌富集量达4~6 g/L（一般活性污泥***硝化菌量低于0.8 g/L），高效菌种耐毒性能力强，***抗负荷和抗毒性冲击能力强，进水不需清水稀释的情况下处理出水的COD、总氮、氨氮等其他有毒有害污染物都能稳定达标。
为实现上述技术目的，本发明的技术方案是：
一种非热法物质内驱动脱氮的兰炭废水处理工艺***，包括依次连接的除油脱酚装置（1）、前物化池（2）、调节池（3）、高负荷除碳氨化生物反应器（O1-1）；
所述的高负荷除碳氨化生物反应器出口连接氨吹脱填料塔（4）和氨吸收塔（5），氨吸收塔（5）通过循环连接到高负荷除碳氨化生物反应器（O1-1）的入口；
所述的高负荷除碳氨化生物反应器（O1-1）还依次连接好氧流化床反应器（O1-2）、厌氧氨氧化脱氮池（A）、水解脱氮池（H）、好氧流化床反应器（O2）、后物化池（6）、清水池（7）和深度处理***（9）；
所述的高负荷除碳氨化生物反应器（O1-1）还直接连接厌氧氨氧化脱氮池（A）；
高负荷除碳氨化生物反应器（O1-1）、厌氧氨氧化脱氮池（A）、水解脱氮池（H）、好氧流化床反应器（O1-2）、好氧流化床（O2）反应器的活性污泥出口，前物化池（2）、后物化池（6）的污泥出口，均连接污泥浓缩池（8）。
一种非热法物质内驱动脱氮的兰炭废水处理技术方法，采用所述的一种非热法物质内驱动脱氮的兰炭废水处理***工艺，所述的技术方法包括除油脱酚阶段、生化预处理阶段、非热法脱氨阶段、废水生化处理阶段和深度处理水回用阶段；
所述的除油脱酚阶段包括在除油脱酚装置（1）中进行除油、脱酚回收，除油后的废水含油量在200~300 mg/L，脱酚回收***回收了85%~90%的粗酚，萃取出水苯酚低于700mg/L。
所述的生化预处理阶段，废水经过前物化池（2）、调节池（3），前物化池（2）降低悬浮物、氰化物、硫化物和硫氰化物的浓度，有利于降低生化阶段中对微生物的毒性抑制。调节池调节废水的pH、温度和营养物，适应后续的生化阶段运行；
所述的非热法脱氮阶段，功能单元包括高负荷除碳氨化生物反应器（O1-1）、氨吹脱填料塔（4）、氨吸收塔（5），使用生物法分解法将含氮有机化合物以及氰化物/硫氰化物中的氮转化为氨氮，在氨吹脱填料塔（4）、氨吸收塔（5）里的并联回路过程中采用吹脱法分离回收氨氮，降低后续生化阶段的总氮负荷；
所述的生化阶段，废水依次经过好氧流化床反应器（O1-2）、水解脱氮池（H）、好氧流化床反应器（O2）、后物化池（6）、清水池（7）；高负荷除碳氨化生物反应器（O1-1）、厌氧氨氧化脱氮池（A）、水解脱氮池（H）、好氧流化床反应器（O1-2）、好氧流化床反应器（O2）的活性污泥与前物化池（2）、后物化池（6）的污泥共同排入污泥浓缩池；
所述的深度处理水回用阶段，经生化阶段处理的出水进入深度处理***（9），依次经高密度沉淀池、多介质过滤器、臭氧催化氧化反应器、除氟单元、超滤塔、多级纳滤单元、RO反渗透单元以及盐分离和纯化工艺设备处理，使出水达标（《城市污水再生利用工业用水水质》（GB/T 19923-2005）中表1回用于生产。
所述生化预处理阶段，经过除油脱酚后的兰炭废水在调节池中将温度降低到35~40℃，调整pH范围在7.0 ±0.3后，流入前物化池（2）中。
所述非热法脱氨阶段，高负荷除碳氨化生物反应器（O1-1）采用接种了高负荷好氧活性污泥的内循环生物流化床，将进水中COD去除80%以上，通过好氧氨化作用将大部分的凯氏氮（有机结合氮为主）转化为NH4 +-N，水中赋存了的高浓度的氨氮会在后续的氨吹脱、吸收单元中分离回收。
将所述高负荷除碳氨化生物反应器（O1-1）的出水接入氨吹脱填料塔中，进水中加入NaOH调控pH在13~14范围内，吹脱汽水比为340~350，氨吹脱填料塔（4）内置聚丙烯多面空心球填料，采用逆流吹脱，废水中的氨离子转化为氨气在氨吹脱填料塔中分离后，导入进氨吸收塔（5）中利用硫酸溶液吸收产生(NH4)2SO4回收。废水中的氨氮含量小于180 mg/L，回流水量为1.5~2.0倍，氨吹脱填料塔（4）出水回流至高负荷除碳氨化生物反应器（O1-1）进水，反应完成后pH在9.8~10.2之间，可利用回流水中的剩余碱度补偿高负荷除碳氨化生物反应器氨化过程的碱耗。
所述生化阶段，高负荷除碳氨化生物反应器（O1-1）出水依次进入好氧流化床反应器（O1-2）—厌氧氨氧化脱氮池（A）—水解脱氮池（H）—好氧流化床反应器阶段（O2），高负荷除碳氨化生物反应器（O1-1）出水的70%进入好氧流化床反应器（O1-2），在好氧流化床反应器（O1-2）中去除剩余COD的90%以上，控制溶解氧1.5~2.0 mg/L范围内实现亚硝酸盐积累后，进入厌氧氨氧化脱氮池（A）。将30%左右的高负荷除碳氨化生物反应器（O1-1）出水超越进入厌氧氨氧化脱氮池（A）中进行厌氧氨氧化脱氮，将水中和/>配比（NO2 -/NH4 +≧1.32）构建厌氧氨氧化反应的水质条件；将脱酚阶段（1）回收的粗酚水解电子化加入水解脱氮池（H）提供异养反硝化所需碳源进行深度脱氮；出水进入到好氧流化床反应器（O2）将难降解有机物矿化去除，剩余氨氮完全硝化后，排入后物化（6）进一步去除悬浮物后流入清水池（7）后，送往深度处理水回用阶段。
前/后物化污泥和生化剩余污泥按物化污泥和生化污泥分别收集，分别进行污泥脱水后外运。
所述的高负荷除碳氨化生物反应器（O1-1）、好氧流化床反应器（O1-2）、好氧流化床反应器（O2）、厌氧氨氧化脱氮池（A）、水解脱氮池（H），均为为生物流化床反应器构型。
进一步地，采用接种了高负荷好氧活性污泥的生物流化床（O1-1），在生化阶段之前的预处理过程，已经将对微生物有毒害的物质如氰化物、硫氰化物、苯酚、硫化物等组分浓度控制在可生化范围内，高负荷除碳氨化生物反应器（O1-1）采用流化床形式实现活性污泥均质化、耐高有机负荷、高溶解氧利用率的优势，控制气水比为（25~35）:1，除碳氨化进水有机负荷为2.5~3.0 kgCOD/m³d，DO控制在1.0~1.5 mg/L，MLSS保持8000~10000 mg/L，HRT为48~56 h，SRT为6~10 d，废水在该阶段中，COD得到90%去除，通过好氧氨化作用进水中的氰化物、硫氰化物、有机氮等含氮组分中的氮以氨氮（NH4 +-N）的形式释放，总氮组分以氨氮为主，占总氮的95%以上，出水水质为COD：2500~3800 mg/L，：5000~7000 mg/L，pH：7.5~8.0。出水中赋存了的高浓度的氨氮则通过后续的氨吹脱、吸收单元中分离回收。
进一步地，所述的氨吹脱、吸收单元采用吹脱填料塔和硫酸稀溶液吸收过程，在常温下，进水中加入NaOH调控pH在10~12范围内，废水中的氨离子转化为氨气在吹脱填料塔中分离后，吹脱的汽水比为340~350，吹脱塔内置聚丙烯多面空心球填料，采用逆流吹脱，废水提升到塔顶布水，均匀分布在填料表面，鼓风机从塔下部通入空气，将废水中的氨氮吹脱。吹脱出来的氨气由塔顶导入氨吸收反应器中，利用硫酸稀溶液吸收，反应完成后pH在9.8~10.2之间，出水回流至高负荷除碳氨化生物反应器，可补偿高负荷除碳氨化生物反应器氨化过程的碱耗，降低后续液碱的消耗量。氨吹脱填料塔出水回流至高负荷除碳氨化生物反应器进水端，整个过程可有效降低生化阶段的氮负荷，利于后续的总氮的高效去除。废水中的氨氮含量小于180 mg/L，总氮含量不高于300 mg/L，回流水量约为1~1.5倍。吹脱后的氨气经过硫酸溶液吸收增浓，结晶后生产(NH4)2SO4产品。
进一步地，所述的好氧流化床反应器（O1-2），高负荷除氮氨化反应器（O1-1）出水分为两股，一股为水量的70%进入好氧流化床反应器（O1-2），在好氧流化床反应器（O1-2）去除剩余COD的90%以上，控制溶解氧1.5~2.0 mg/L，气水比为（25~35）:1，pH在6.8~7.2范围内，HRT为20~24 h，SRT为6~10 d，MLSS保持6000~7000 mg/L，实现亚硝化后大量的亚硝酸盐积累后，出水中占TN的75%~80%，然后一起进入厌氧氨氧化脱氮池（A）。
进一步地，所述的厌氧氨氧化脱氮池（A）为厌氧生物流化床，将30%的高负荷除碳氨化生物反应器（O1-1）出水超越进入厌氧氨氧化脱氮池（A）中提供，HRT为60~72h，MLSS保持高于7500 mg/L，控制进水水质中C/N≦2.0，NO2 -/NH4 +≧1.32，提供厌氧氨氧化菌生存的适宜条件。内部安装填料，有利于厌氧氨氧化菌的富集。水中/>和则发生厌氧氨氧化反应，高效节能去除TN。
进一步地，所述的水解脱氮池（H），厌氧氨氧化脱氮池出水进入水解脱氮池（H），出水中残余的的深度处理，需要凭借异养反硝化过程得以去除。将萃取得到的粗酚投加进水解脱氮池（H）中，与剩余的CN–、SCN–和有机物在水解作用下提供电子供体进行反硝化反应，其中HRT为24~30 h，SRT为30~45 d，MLSS保持7500~8000 mg/L，出水残余COD浓度小于400 mg/L和总氮浓度小于20 mg/L，运行过程中根据出水COD和TN浓度调控粗酚投加量。
进一步地，所述的好氧流化床反应器（O2），出水进入到好氧流化床反应器（O2）将难降解有机物矿化去除，溶解氧控制在2.5~4.0 mg/L，HRT为20~36 h，SRT为8~20 d，MLSS保持5500~6000 mg/L，pH值控制在7.5以上，以维持完全硝化需要的碱度。进入好氧流化床反应器（O2）的COD一般为150~250 mg/L，主要为难生物降解的有机物与微生物胶体颗粒，出水TN主要以的形式排入后物化池。
进一步，所述的后物化池（6）和清水池（7），投加活性炭、聚铁、PAM等混凝吸附药剂，去除悬浮物和吸附难降解有机物后流入清水池，随后送往深度处理水回用阶段。将后物化池的污泥以废水处理量的3%~5%回流到前物化投药反应池，提高药剂（混凝剂与吸附剂）的使用效率。
进一步地，所述的污泥浓缩池，前混凝污泥和生化剩余污泥按物化污泥和生化污泥分别收集，分别进行污泥脱水后外运。
通过上述技术方案，本发明的有益效果为：
1、使用非热法进行氨氮去除，首先在高有机负荷条件下，利用好氧条件下的氨化过程将氰化物、硫氰化物、有机氮转化为氨氮释放出来后分离回收；然后使用常温氨氮吹脱方式，过程不涉及蒸汽使用，不使用热法汽提脱氮工艺，降低了使用热法所带来的高能耗及安全生产风险，降低工艺复杂性，提高工艺的稳定性。
2、创新性地将物质内驱动脱氮的理念应用在本发明上，该工艺中有两个物质内驱动理念的创新点：
（1）将回收的粗酚在投加进水解脱氮池驱动总氮的去除，降低水解脱氮池的总氮脱除需要消耗的外加碳源；
（2）通过将高负荷除碳氨化生物反应器的出水的30%水量超越进入水解脱氮池内，提供厌氧氨氧化所需要的将与好氧单元出水积累的/>配比，在水解脱氮池构建厌氧氨氧化反应所需要的水质条件，低耗高效去除总氮；
3、生化处理阶段好氧流化床反应器采用低气水比和短程硝化运行模式，不仅降低曝气能耗，还产生亚硝酸盐积累，降低碱耗和曝气能耗；
4、与传统热法脱氨为代表的兰炭废水***处理工艺相比，工艺流程简单，构筑物数量少，减少投资约30%~40%；
5、因为运行步骤少，二次污染少，节能高效，运行稳定，所以处理效果可靠，实现不需要回流运行工况下的总氮超低排放与深度除碳的结合。
附图说明
图1是本发明一种非热法物质内驱动脱氮的兰炭废水处理方法；
图2a是实施的兰炭废水各处理阶段沿程反应器中门水平的微生物结构；
图2b是实施的兰炭废水各处理阶段沿程反应器中属水平的微生物结构。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图与特定的具体实施例对本发明进行进一步清楚完整地描述，说明本发明的实施方式，本领域的技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他有点及功效。
如图1所示，一种非热法物质内驱动脱氮的兰炭废水处理工艺***，包括依次连接的除油脱酚装置1、前物化池2、调节池3、高负荷除碳氨化生物反应器O1-1；
所述的高负荷除碳氨化生物反应器O1-1出口连接氨吹脱填料塔4和氨吸收塔5，氨吸收塔5循环连接到高负荷除碳氨化生物反应器O1-1的入口；
所述的高负荷除碳氨化生物反应器O1-1还依次连接好氧流化床反应器O1-2、厌氧氨氧化脱氮池A、水解脱氮池H、好氧流化床反应器O2、后物化池6、清水池7和深度处理***9；
所述的高负荷除碳氨化生物反应器O1-1还直接连接厌氧氨氧化脱氮池A；
高负荷除碳氨化生物反应器O1-1、水解脱氮池H、好氧流化床反应器O1-2、好氧流化床反应器O2的活性污泥出口，前物化池2、后物化装池6的污泥出口，均连接污泥浓缩池8。
参见图1，一种非热法物质内驱动的兰炭废水处理工艺技术方法，包括预分离与预处理、废水生化处理和深度处理。
处理水量：50m³/h。
原水水质：COD：45000±6000 mg/L、BOD5：15000±3000 mg/L、氨氮：5500±700mg/L、总氮：7000±1300 mg/L、酚：5000±500 mg/L、氰化物：25±6 mg/L、硫氰化物：2500±600mg/L、硫化物：200±120 mg/L、总磷：1.5±0.7 mg/L、石油类：5500±1200 mg/L、pH：8.8±1.4、温度：70±15 ℃。
（1）除油脱酚阶段
除油脱酚装置1中，废水依次经过隔油池、旋流式油水分离器，在隔油池中采用混凝和重力除油原理，添加混凝剂后降低部分悬浮物（如：油渣等）的浓度，并将粒径>100μm的油滴去除。然后进入旋流式油水分离器中，工作压力≤0.6MPa，离心加速度最大可达2000g，可高效实现小粒径的油水分离。分离的油类物质流入储油槽。除油后的废水含油量在100~300 mg/L，然后进入酚回收***；
除油出水进入酚萃取塔，萃取剂采用甲基异丁基甲酮（MIBK），酚回收***回收了80%~85%的粗粉，分离后的酚类储存在酚储罐中。萃余相则进入下一步的调节池，萃取出水苯酚低于300 mg/L。
出水进入预分离主要可以去除废水中的油类、酚类等污染物，采用重力除油去除油类，采用萃取方法去除酚类污染物，可以获得粗酚加以回收。所述预分离废水中油类去除率约为90%，苯酚去除率约为90%，COD去除率约为40%。
（2）生化预处理阶段
生化预处理***，废水经过前物化池2、调节池3，在调节池3实现废水水质稳定和调节温度、pH，调节池3中将温度降低到35~40℃，调整pH范围在7.0 ± 0.5后进入前物化池。此外，添加后物化污泥泵入前物化池2中参与反应，混凝、吸附、沉淀废水中悬浮物、硫化物、氰化物和硫氰化物等组分，有利于降低生化阶段中对微生物的毒性抑制。
在高负荷除碳氨化生物反应器O1-1采用接种了高负荷好氧活性污泥的生物流化床，采用流化床形式，控制气水比为（25~35）:1，除碳氨化进水有机负荷为2.5~3.0 kgCOD/m³d，DO控制在1.0~1.5 mg/L，MLSS保持8000~10000 mg/L，HRT为48~56 h，SRT为6~10 d，废水在该阶段中，COD得到90%以上的去除，总氮组分以氨氮为主，占总氮的95%，出水水质为COD：2500~3800 mg/L，：5000~7000 mg/L，pH：7.5~8.0。出水中赋存了的高浓度的氨氮则通过后续的氨吹脱、吸收单元中分离回收。
氨吹脱填料塔4、氨吸收塔5采用吹脱填料塔和硫酸溶液吸收过程，在常温下，进水中加入NaOH调控pH在10~12范围内，废水中的氨离子转化为氨气在氨吹脱填料塔4中分离后，吹脱汽水比为3400~3500，氨吹脱填料塔4内置聚丙烯多面空心球填料，采用逆流吹脱。吹脱出来的氨气由塔顶导入进氨吸收塔5中利用硫酸溶液吸收，反应完成后pH在9.8~10.2之间，出水回流至高负荷除碳氨化生物反应器O1-1可补偿高负荷除碳氨化生物反应器O1-1氨化过程的碱耗，降低液碱的消耗。氨吹脱填料塔4出水回流至高负荷除碳氨化生物反应器O1-1进水，整个过程可有效降低生化阶段的氮负荷，利于后续的总氮的高效去除。废水中的氨氮含量小于180 mg/L，总氮含量小于300 mg/L，回流水量约为1.5~2.0倍。吹脱后的氨气经过硫酸溶液吸收增浓后，通过结晶生产(NH4)2SO4产品。
高负荷除氮氨化反应器O1-1出水分为两股，一股为处理水量的70%~75%进入第一好氧流化床反应器O1-2，在第一好氧流化床反应器O1-2中去除剩余的COD的90%，控制溶解氧1.5~2.0 mg/L，气水比为20:1~25:1，pH在6.8~7.2范围内，HRT为20~24 h，SRT为6~10 d，MLSS保持6000~7000 mg/L，实现亚硝化后出现大量的亚硝酸盐积累，出水中占TN的75%~80%。将25%~30%的高负荷除碳氨化生物反应器O1-1出水超越进入厌氧氨氧化脱氮脱氮池A中提供/>，HRT为30~40 h，SRT为15~20 d，MLSS保持7500~8000 mg/L，水中和/>则发生厌氧氨氧化反应，高效节能去除TN。将萃取得到的粗酚投加进水解脱氮池H中，与剩余的CN–、SCN–和有机物在水解作用下提供电子供体进行反硝化深度去除厌氧氨氧化脱氮脱氮池A剩余总氮。
好氧流化床反应器O2，出水进入到好氧流化床反应器O2将难降解有机物矿化去除，溶解氧控制在2.5~4.0 mg/L，HRT为20~36 h，SRT为8~20 d，MLSS保持5500~6000 mg/L，pH值控制在7.5以上，以维持完全硝化需要的碱度。进入好氧流化床反应器O2的COD一般仅为150~250 mg/L，主要为难生物降解的有机物，出水TN主要以的形式排入后物化。生物出水经后物化，浊度、色度、悬浮物、COD得到进一步控制。
（3）深度处理水回用阶段
深度处理水回用阶段，清水池7出水自流入高密度沉淀池和多介质过滤器后，进入深度处理***9的臭氧催化氧化反应器，投加的臭氧70～85 mg/L，在填料中催化剂与臭氧的联合氧化作用下，将水中COD降至40 mg/L以下，并将色度明显脱除。出水进入除氟单元将水中的氟离子去除，随后进入微滤和纳滤单元水中的COD可以控制在20 mg/L以下，进入RO反渗透单元，将水中的混合盐分分离出来，混合杂盐会进行后续的分离纯化过程进行资源化。最终出水达到所述直接排放限值要求。
本发明的兰炭废水各处理阶段沿程去除率参见表2。
从总体投资节约了约28%，运行费用从54.5元/吨降低至39.6元/吨，节省约27.3%。但是从资源圈的资源回收效益来看，回收的产品为苯酚、硫酸铵、焦油，回收效益能达到5.5元/吨废水的产品效益。本发明基于非热法脱氮的原理优势突出，氨分离阶段由原工艺的热法脱氨运行成本18.0元/吨降低至本发明的2.4元/吨。苯酚回收以粗酚从兰炭废水中分离，资源化收益不明显，苯酚产品化需要精制提纯后才具有高附加值，从规模上对比，兰炭废水的处理水量总体低于焦化废水，酚的回收总量相比较低，苯酚的分离的目的是降低有机负荷和生物毒性抑制，有利于生化处理阶段的微生物处理和调控。因此，本发明将脱除的粗酚直接投入水解脱氮池（H）中作为电子供体脱氮，降低外加碳源的投加则有更明显的降低药剂消耗量的优势。
本发明的兰炭废水各处理阶段沿程反应器中门水平及属水平的微生物结构参见图2a和图2b。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，本发明一种非热法物质内驱动脱氮的兰炭废水处理工艺与技术方法，工艺创新采用非热法进行氨氮去除，使用常温氨氮吹脱方式，过程不涉及蒸汽使用，不使用热法汽提脱氮工艺，降低了使用热法所带来的高能耗及安全生产风险，降低工艺复杂性，提高工艺的稳定性；创新将物质内驱动的理念应用在本发明上，将回收的粗酚作为碳源用于脱氮；使用超越水量调配方法，提供厌氧氨氧化所需要的将与好氧单元O2出水积累的/>配比，构建厌氧氨氧化反应所需要的水质条件，低耗高效去除总氮；采用低气水比和短程硝化运行模式，有效降低碱耗和曝气能耗。与传统热法脱氨为代表的兰炭废水***处理工艺相比，工艺流程简单，构筑物数量少，投资节约30%~40%，因运行步骤少、二次污染少、节能高效、运行稳定而处理效果可靠。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种非热法物质内驱动脱氮的兰炭废水处理***，其特征在于，包括依次连接的除油脱酚萃取装置（1）、前物化池（2）、调节池（3）、高负荷除碳氨化生物反应器（O1-1）；
所述的高负荷除碳氨化生物反应器（O1-1）出口连接氨吹脱填料塔（4）和氨吸收塔（5），氨吸收塔（5）循环连接到高负荷除碳氨化生物反应器（O1-1）的入口；
所述的高负荷除碳氨化生物反应器（O1-1）还依次连接好氧流化床反应器（O1-2）、水解脱氮池（H）、好氧流化床反应器（O2）、后物化池（6）、清水池（7）和深度处理***（9）；
所述的高负荷除碳氨化生物反应器（O1-1）还直接连接水解脱氮池（H）；
高负荷除碳氨化生物反应器（O1-1）、水解脱氮池（H）、好氧流化床反应器（O1-2）、好氧流化床反应器（O2）的活性污泥出口，前物化池（2）、后物化池（6）的污泥出口，均连接污泥浓缩池（8）。
2.一种非热法物质内驱动脱氮的兰炭废水处理方法，其特征在于，采用权利要求1所述的一种非热法物质内驱动脱氮的兰炭废水处理***，所述的方法包括除油脱酚阶段、生化预处理阶段、非热法脱氨阶段、废水生化处理阶段和深度处理水回用阶段；
所述的除油脱酚阶段包括在除油脱酚装置（1）中进行除油、脱酚回收，除油后的废水含油量在200~300 mg/L，脱酚回收***回收了85%~90%的粗酚，萃取出水苯酚低于700 mg/L；
所述的生化预处理阶段，废水经过前物化池（2）、调节池（3），前物化池（2）降低悬浮物、氰化物、硫化物和硫氰化物的浓度，调节池（3）调节废水的pH、温度与营养物，适应后续的生化阶段运行；
所述的非热法脱氨阶段，功能单元包括高负荷除碳氨化生物反应器（O1-1）、氨吹脱填料塔（4）、氨吸收塔（5），使用生物法将含氮有机化合物以及氰化物/硫氰化物氨化为氨氮，在氨吹脱填料塔（4）、氨吸收塔（5）的并联回路过程中采用吹脱法以硫酸铵形式分离回收氨氮，降低后续生化阶段的总氮负荷；
所述的生化阶段，废水依次经过好氧流化床反应器（O1-2）、厌氧氨氧化脱氮池（A）、水解脱氮池（H）、好氧流化床反应器（O2）、后物化池（6）、清水池（7）实现全程处理；高负荷除碳氨化生物反应器（O1-1）、水解脱氮池（H）、好氧流化床反应器（O1-2）、好氧流化床反应器（O2）的活性污泥与前物化池（2）、后物化池（6）的污泥共同排入污泥浓缩池（8）；
所述的深度处理水回用阶段，经生化阶段处理的出水进入深度处理***（9），依次经高密度沉淀池、多介质过滤器、臭氧催化氧化反应器、除氟单元、超滤塔、多级纳滤单元、RO反渗透单元以及盐分离和纯化工艺设备一系列深度处理工艺流程处理后，出水达到循环冷却水标准后回用于生产。
3.根据权利要求2所述的一种非热法物质内驱动脱氮的兰炭废水处理方法，其特征在于，所述生化预处理阶段，经过除油脱酚后的兰炭废水在调节池中将温度降低到35~40℃，调整pH范围在7.0 ±0.3后，流入前物化池（2）中。
4.根据权利要求2所述的一种非热法物质内驱动脱氮的兰炭废水处理方法，其特征在于，所述非热法脱氨阶段，高负荷除碳氨化生物反应器（O1-1）采用接种了高负荷好氧活性污泥的生物流化床，将进水中COD去除80%以上，通过好氧氨化作用将绝大部分的有机结合氮转化为NH4 +-N，水中赋存了的高浓度氨氮会在后续的氨吹脱、吸收单元中分离回收。
5.根据权利要求4所述的一种非热法物质内驱动脱氮的兰炭废水处理方法，其特征在于，将所述高负荷除碳氨化生物反应器（O1-1）的出水接入氨吹脱填料塔（4）中，进水中加入NaOH调控pH在13~14范围内，吹脱汽水比为340~350，氨吹脱填料塔（4）内置聚丙烯多面空心球填料，采用逆流吹脱，废水中的氨离子转化为氨气在氨吹脱填料塔（4）中分离后，导入进氨吸收塔（5）中利用1.5 M硫酸稀溶液持续吸收产生(NH4)2SO4回收；废水中的氨氮含量小于180 mg/L，回流水量为1~1.5倍，氨吹脱填料塔（4）出水回流至高负荷除碳氨化生物反应器（O1-1）进水，反应完成后pH在9.8~10.2之间，出水回流至高负荷除碳氨化生物反应器（O1-1）补偿高负荷除碳氨化生物反应器（O1-1）氨化过程的碱耗。
6.根据权利要求2所述的一种非热法物质内驱动脱氮的兰炭废水处理方法，其特征在于，所述生化阶段，高负荷除碳氨化生物反应器（O1-1）出水依次进入好氧流化床反应器（O1-2）-水解脱氮池（H）-好氧流化床反应器（O2）阶段，高负荷除碳氨化生物反应器（O1-1）出水的70%进入好氧流化床反应器（O1-2），在好氧流化床反应器（O1-2）中去除剩余COD的90%，控制溶解氧1.5~2.0 mg/L范围内实现亚硝酸盐积累后，进入水解脱氮池（H）；将30%的高负荷除碳氨化生物反应器（O1-1）出水超越进入厌氧氨氧化脱氮池（A）中进行厌氧氨氧化脱氮，将水中和/>配比构建厌氧氨氧化反应的水质条件；将脱酚阶段回收的粗酚水解电子化加入水解脱氮池（H）提供异养反硝化所需碳源；出水进入到好氧流化床反应器（O2）将难降解有机物矿化去除，剩余氨氮完全硝化后，排入后物化进一步去除悬浮物后流入清水池（7），之后送往深度处理水回用阶段。
7.根据权利要求6所述的一种非热法物质内驱动脱氮的兰炭废水处理方法，其特征在于，前/后物化污泥和生化剩余污泥按物化污泥和生化污泥分别收集，分别进行污泥脱水后外运。
8.根据权利要求6所述的一种非热法物质内驱动脱氮的兰炭废水处理方法，其特征在于，所述的高负荷除碳氨化生物反应器（O1-1）、好氧流化床反应器（O1-2）、好氧流化床反应器（O2）、厌氧氨氧化脱氮池（A）、水解脱氮池（H），均为内循环生物流化床反应器构型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311522358.6A CN117228907B (zh) | 2023-11-15 | 2023-11-15 | 一种非热法物质内驱动脱氮的兰炭废水处理的***及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311522358.6A CN117228907B (zh) | 2023-11-15 | 2023-11-15 | 一种非热法物质内驱动脱氮的兰炭废水处理的***及方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117228907A true CN117228907A (zh) | 2023-12-15 |
| CN117228907B CN117228907B (zh) | 2024-03-08 |
Family
ID=89086593
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311522358.6A Active CN117228907B (zh) | 2023-11-15 | 2023-11-15 | 一种非热法物质内驱动脱氮的兰炭废水处理的***及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117228907B (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102295387A (zh) * | 2011-07-27 | 2011-12-28 | 上海复旦水务工程技术有限公司 | 一种用于处理高浓度垃圾渗滤液的装置和方法 |
| CN103553269A (zh) * | 2013-10-31 | 2014-02-05 | 北京清大国华环保科技有限公司 | 一种兰炭废水处理与资源化的方法与装置 |
| CN112794500A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-05-14 | 华夏碧水环保科技有限公司北京分公司 | 一种焦化废水浓盐水近零排放处理***及其处理方法 |
| CN116715358A (zh) * | 2023-05-11 | 2023-09-08 | 华南理工大学 | 一种处理典型工业废水的双物化耦合o/h/h/o集成工艺及应用 |
-
2023
- 2023-11-15 CN CN202311522358.6A patent/CN117228907B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102295387A (zh) * | 2011-07-27 | 2011-12-28 | 上海复旦水务工程技术有限公司 | 一种用于处理高浓度垃圾渗滤液的装置和方法 |
| CN103553269A (zh) * | 2013-10-31 | 2014-02-05 | 北京清大国华环保科技有限公司 | 一种兰炭废水处理与资源化的方法与装置 |
| CN112794500A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-05-14 | 华夏碧水环保科技有限公司北京分公司 | 一种焦化废水浓盐水近零排放处理***及其处理方法 |
| CN116715358A (zh) * | 2023-05-11 | 2023-09-08 | 华南理工大学 | 一种处理典型工业废水的双物化耦合o/h/h/o集成工艺及应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117228907B (zh) | 2024-03-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102791641B (zh) | 生物净化含铵废水的方法 | |
| CN205893015U (zh) | 一种焦化废水成套处理*** | |
| CN102718363A (zh) | 焦化废水综合处理方法及其*** | |
| KR20130003522A (ko) | 폐수처리 시스템 | |
| CN109354347A (zh) | 一种硫酸新霉素生产废水的处理方法 | |
| CN106219885B (zh) | 基于射流生化反应器的焦化废水处理方法 | |
| CN109824220A (zh) | 一种焦化废水生化处理工艺 | |
| CN105330110A (zh) | 一种煤直接液化污水处理***及方法 | |
| CN105668890B (zh) | 一种难降解有机废水的处理方法 | |
| CN109231715A (zh) | 一种处理化工蒸氨废水的方法 | |
| CN107417039A (zh) | 一种油页岩干馏废水综合处理工艺 | |
| CN109626717A (zh) | 一种高效厌氧好氧连用的工业废水处理方法 | |
| CN104724886B (zh) | 一种兰炭废水脱碳脱总氮处理工艺 | |
| CN101376550B (zh) | 一种甲醇脱水制取二甲醚工艺废水的处理方法 | |
| CN101190821A (zh) | 一种费-托合成反应水的处理方法 | |
| CN202131190U (zh) | 一种兰炭废水处理*** | |
| CN107151082B (zh) | 一种含dmf废水的零排放处理***及其方法 | |
| CN112093980B (zh) | 一种污水的高效氮回收装置和工艺 | |
| CN109399856A (zh) | 一种基于臭氧催化氧化的兰炭废水零排放处理方法 | |
| CN104724888A (zh) | 一种兰炭废水脱碳脱总氮处理工艺 | |
| CN117228907B (zh) | 一种非热法物质内驱动脱氮的兰炭废水处理的***及方法 | |
| CN116715358A (zh) | 一种处理典型工业废水的双物化耦合o/h/h/o集成工艺及应用 | |
| CN116143352A (zh) | 一种垃圾渗滤液全量化组合处理***及其处理方法 | |
| CN115124183B (zh) | 一种己内酰胺废水处理***及其方法 | |
| CN113880223A (zh) | 基于原料药产生污水的处理剂以及方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |